[發明專利]涂布設備和涂布方法

有效

• 申請號: 201080024586.5
• 申請日: 2010-05-13
• 公開（公告）號: CN102459694A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: T·哈里希;M·霍弗;A·勞卡特;L·謝弗;M·阿爾姆戈特
• 申請（專利權）人: 費勞恩霍夫應用研究促進協會
• 主分類號: C23C16/46
• 分類號: C23C16/46;C23C16/24;C23C16/26;C23C16/27;C23C16/28
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

技術領域

本發明涉及涂布設備，其包括至少一個接收部，該接收部可以被抽空并且用于接收基底，至少一個氣體供應裝置，通過該氣體供應裝置至少一種氣態前體可被引入至接收部，和至少一個可加熱的活化部件，該活化部件具有可預定的縱向區域(longitudinal?extent)并且通過至少一個專用的機械固定裝置相對于接收部幾乎不可移動地被固定。本發明還涉及相應的涂布方法。

背景技術

根據現有技術，本文開頭所提及的類型的涂布設備旨在于通過熱線(hot

wire)活化的化學蒸汽沉積來涂布基底。所沉積的涂層可包括例如碳、硅、或鍺。相應地，氣態前體可以包括例如，甲烷、甲硅烷、單鍺、氨或者三甲基硅烷。

K.Honda，K.Ohdaira和H.Matsumura，Jpn.J.App.Phys.，Vol.47，No.5，公開了使用本文開頭所提及的類型的涂布設備以沉積硅。出于該目的，硅烷(SiH₄)通過氣體供應設備作為前體被供應。根據現有技術，前體在活化部件的被加熱的鎢表面被解離和活化，從而在基底上沉積一層硅或一包含硅的層。

然而，所引用的現有技術的缺點在于活化部件的材料與前體發生不期望的反應，特別是在活化部件的較冷的夾點處。例如，使用硅烷化合物作為前體可能導致在活化部件上形成硅化物相。

在反應期間產生的硅化物相通常導致活化部件體積的變化，并且與起始材料相比是脆性的，不能承受太大的機械力，而且它們通常顯示出改變的電阻。這帶來的效果是活化部件通常在操作數個小時后已經損壞。例如，在接收部中活化部件可能在機械應力下被使用，而且在該機械應力的影響下破裂。為了防止在機械應力下活化部件的破裂，現有技術提出用惰性氣體沖洗夾點。盡管現有技術未顯示服務壽命被延長到一定的程度，但是當進行相對長的涂布工藝或者進行多次一個個緊接著的較短的涂布工藝時這仍然是不夠的。而且，使用的惰性氣體影響涂布工藝。

發明內容

因此，本發明的目的是延長用于熱線活化的化學蒸汽沉積的涂布設備中的活化部件的使用壽命且不會不利地影響涂布工藝。本發明的目的還在于增加該工藝的穩定性和/或簡化工藝控制。

根據本發明，所述目的通過根據權利要求1的涂布設備和權利要求8的涂布方法而實現。

根據本發明，提出以本身已知的方法將待涂布的基底引入至可以被抽空的接收部。該接收部例如可以包括鋁、高級別的鋼、銫和/或玻璃。接收部以本身已知的方法，例如通過金屬或者聚合物的密封部件，或者通過熔焊和釬焊或者銅焊的連接件，以大致不透氣的方式封閉。該接收部可以通過真空泵抽空。

具有預定的分壓的至少一種氣態前體通過氣體供應裝置被引入到所述的接收部中。例如，所述氣態前體可包括甲烷、硅烷、鍺、氨、三甲基硅烷、氧和/或氫。

為了沉積一個層，設置在接收部內部空間中的至少一個活化部件被加熱。特別地，活化部件的加熱可以通過電子沖擊加熱和/或電阻加熱而進行。活化部件大致包括耐熔金屬，例如示例性的鉬、鈮、鎢或者鉭，或者這些金屬的合金。此外，所述活化部件可包括其它化學元素，這些化學元素要么代表不可避免的雜質，或者，作為合金成分，使得活化部件的屬性適于期望的屬性。所述活化部件可采取線、板、管、圓筒和/或其它更復雜的幾何結構。

在活化部件的表面，氣態前體的分子至少部分地分解或者激發。所述的激發和/或分解可能由于活化部件表面的催化性得以增強。以這種方式活化的分子抵達基底的表面，在那里它們形成期望的涂層。此外，氣態前體的分子可至少部分地與活化部件的材料反應。取決于活化部件的溫度，激發和/或分解和/或與活化部件材料的反應可以得以抑制或者加速。

為了供應電流到活化部件，提供至少兩個接觸部件，活化部件可以通過所述接觸部件連接到電流或者電壓源。在具有勻質材料組分和恒定橫截面的活化部件中，當電流流動通過時貯存的熱能沿著其縱向區域被均一引入。

由于接觸部件增強的導熱性和/或增強的熱耗散，活化部件在接觸部件附近的部分可能具有與距離接觸部件更遠的部分相比較低的溫度。在這種情況中，活化部件中接觸部件附近部分的溫度可能降低很多以致活化部件的材料優先地進行與前體的化學反應。例如，包括鎢的活化部件可能會和包含硅的前體形成鎢-硅化物相。